(57)【要約】【課題】個々の中空糸膜における水分の交換量の均等化を図った中空糸膜モジュールを提供する。【解決手段】中空糸膜４０の中空内部を通る第１経路どうし、及び中空糸膜４０の外壁面側を通る第２経路どうしを、第１経路と第２経路が交錯しないように繋ぎつつ、第１中空糸膜カートリッジ１１と第２中空糸膜カートリッジ１２とを接続する接続ヘッダ１３を設け、この接続ヘッダ１３には、第１中空糸膜カートリッジ１１の各中空糸膜の中空内部から出てきた流体を混合させるミキシングスペースＭを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に複数本の中空糸膜が収容されており、中空糸膜の中空内部を通る第１経路、及び中空糸膜の外壁面側を通る第２経路が形成されて、中空糸膜の膜分離により、これらの経路を流れる流体相互間で、水分の分離が行われる中空糸膜カートリッジを複数備えた中空糸膜モジュールであって、
第１経路と第２経路が相互に交錯しないように、第１経路どうし、及び第２経路どうしを繋ぎつつ、中空糸膜カートリッジどうしを接続する接続部材を備えると共に、
該接続部材には、流体が上流側の中空糸膜カートリッジの第１経路から下流側の中空糸膜カートリッジの第１経路へ流れていく過程で、上流側の中空糸膜カートリッジにおける各中空糸膜から出てきた流体を混合させる混合領域が設けられていることを特徴とする中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空糸膜の膜分離作用を利用して、加湿あるいは除湿を行う中空糸膜モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空糸膜の膜分離作用を利用して加湿あるいは除湿を行う中空糸膜モジュールが知られている。例えば、固体高分子型燃料電池においては、水素と酸素の反応により電気と水蒸気が発生する。そして、この反応時に発生した電気は水分子を伴って移動するため、隔壁（イオン交換膜）を常に保湿しておく必要がある。従って、この隔壁を保湿するための加湿装置が必要となる。そこで、この加湿装置に上述した中空糸膜モジュールを利用したものが知られている。ここで、図３を参照して、中空糸膜の膜分離作用について簡単に説明する。図３は中空糸膜の模式的断面図であり、（Ａ）はその縦断面図を示し、（Ｂ）はその横断面図を示している。図示のように、中空糸膜２００の中空内部に流体Ｘを流し、中空糸膜の外壁面側にも流体Ｙを流す。すると、流体Ｘは、通常、層流を形成する。一方、流体Ｙは矢印Ｚに示すように、中空糸膜２００の表面に衝突しながら流れていく。そして、流体Ｘと流体Ｙとの間に湿度差があると、中空糸膜の膜分離作用によって、湿度の高い流体側の水分（通常、水蒸気）が湿度の低い流体側に移動する。従って、一方の流体は加湿され、他方の流体は除湿される。
【０００３】
ところで、中空糸膜の膜分離作用を利用した中空糸膜モジュールにおいては、加湿あるいは除湿に寄与する中空糸膜の膜表面積を如何に広くするかで、性能が決まる。すなわち、ケース内に充填された複数の中空糸膜に対して、如何に均等に流体を流せるかによって、加湿性能あるいは除湿性能は決まる。特に、中空糸膜の外壁面側を通る流体の流量にはバラツキが生じやすい。従って、加湿装置や除湿装置に適用される中空糸膜モジュールの分野においては、複数の中空糸膜に対する流量（特に、中空糸膜の外壁面側を通る流量）を如何に均等にするかということは、重要な課題の一つである。従来、この課題を解決することを目的とする技術がいくつか開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかし、大型の中空糸膜モジュールや、流される流体の流量が大きな中空糸膜モジュールでは、複数の中空糸膜に対する流量の均等化を図るのは難しく、公知技術を用いても、十分に均等化を図ることはできなかった。
【０００５】
ここで、複数の中空糸膜に対する流量が不均等な場合に、加湿性能あるいは除湿性能が悪くなる理由を簡単に説明する。当該流量が不均等な場合には、水分の交換量について、各中空糸膜間でバラツキが生じる。従って、十分に水分交換を行っていない中空糸膜が存在する。また、１本の中空糸膜の水分交換量には限度がある。すなわち、膜の内部と外部の湿度が等しくなると、それ以上の水分交換は行われなくなる。以上のことから、複数の中空糸膜に対する流量が不均等な場合には、中空糸膜モジュール全体における水分の交換効率が低くなってしまう。
【０００６】
また、通常、中空糸膜モジュールの水分交換容量は、上記流量が均一に流れるものと仮定して設計される。しかし、実際には、上記流量は不均等であるため、中空糸膜内部の水分濃度について、各中空糸膜間でバラツキが生じる。従って、上記のように水分の交換容量を設計しても、個々の中空糸膜により水分の交換量が不足したり、水分の交換が過剰に行われたりすることになる。そして、水分の交換が過剰に行われている中空糸膜については、水分の交換が平衡に達してしまい、それ以上の水分の交換は行われなくなる。その結果、中空糸膜モジュール全体の水分の交換量が設計値に達しないことになってしまう。
【０００７】
なお、特許文献２に開示された技術については、中空糸膜を織り込む必要があること、及び軸線側にシールを設ける必要があることから、構造が複雑になり、製作が困難になるなどの問題もある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２９８８８３号公報
【特許文献２】
特開平５−２４５３４７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の一つとして、個々の中空糸膜における水分の交換量の均等化を図ることが挙げられる。
【００１０】
また、本発明の目的の一つとして、中空糸膜モジュール全体で、水分の交換効率の向上を図ることが挙げられる。
【００１１】
また、本発明の目的の一つとして、加湿効率あるいは除湿効率の向上を図ることが挙げられる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明は、複数の中空糸膜カートリッジを直列に接続して、上流側の中空糸膜カートリッジにおける複数の中空糸膜の中空内部から排出された流体を混合させた後に、下流側の中空糸膜カートリッジに送り込む構成を採用した。
【００１４】
本発明の構成により、中空糸膜カートリッジ間で各中空糸膜の中空内部から排出された流体は混合される。これにより、下流側の中空糸膜カートリッジにおける各中空糸膜の中空内部には、水分濃度が均等になった流体が流される。従って、下流側の中空糸膜カートリッジにおける個々の中空糸膜における水分の交換量は均等化される。
【００１５】
より具体的な、本発明の中空糸膜モジュールとしては、
ケース内に複数本の中空糸膜が収容されており、中空糸膜の中空内部を通る第１経路、及び中空糸膜の外壁面側を通る第２経路が形成されて、中空糸膜の膜分離により、これらの経路を流れる流体相互間で、水分の分離が行われる中空糸膜カートリッジを複数備えた中空糸膜モジュールであって、
第１経路と第２経路が相互に交錯しないように、第１経路どうし、及び第２経路どうしを繋ぎつつ、中空糸膜カートリッジどうしを接続する接続部材を備えると共に、
該接続部材には、流体が上流側の中空糸膜カートリッジの第１経路から下流側の中空糸膜カートリッジの第１経路へ流れていく過程で、上流側の中空糸膜カートリッジにおける各中空糸膜から出てきた流体を混合させる混合領域が設けられていることを特徴とするものが挙げられる。
【００１６】
本発明の構成によれば、上流側の中空糸膜カートリッジの第１経路から排出された流体は、混合領域によって流体が混合された後に、下流側の中空糸膜カートリッジの第１経路へと流れていく。これにより、混合領域において、流体中の水分濃度の均等化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る中空糸膜モジュールについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る中空糸膜モジュールの一部破断断面図である。
【００１９】
図示のように、中空糸膜モジュール１０は、第１中空糸膜カートリッジ１１及び第２中空糸膜カートリッジ１２と、これらの中空糸膜カートリッジを接続する接続部材としての接続ヘッダ１３と、第１中空糸膜カートリッジ１１の端部に取り付けられる第１ヘッダ１４と、第２中空糸膜カートリッジ１２の端部に取り付けられる第２ヘッダ１５とを備える。
【００２０】
第１中空糸膜カートリッジ１１は、円筒部を有する外ケース２０と、外ケース２０の中に設けられ、円筒部を有する内ケース（インナーパイプ）３０と、外ケース２０と内ケース３０との間の環状隙間に充填される複数本の中空糸膜４０と、これらのケース両端で、各中空糸膜４０の中空内部のみが開放されるように、複数の中空糸膜４０を封止固定する第１封止固定部５１及び第２封止固定部５２とを備える。そして、外ケース２０には、複数の貫通孔２１が設けられている。また、内ケース３０にも複数の貫通孔３１が設けられている。
【００２１】
このように構成される第１中空糸膜カートリッジ１１には、ケースの一端側から中空糸膜４０の中空内部を通って、ケースの他端側へと抜けていく第１経路が形成される。また、この第１中空糸膜カートリッジ１１には、貫通孔２１，３１のうち一方の貫通孔から中空糸膜４０の束内に入り、中空糸膜４０の外壁面側を通って他方の貫通孔へと抜けていく第２経路が形成される。従って、第１経路と第２経路に、それぞれ湿度の異なる流体を流すことで、中空糸膜４０の膜分離作用によって、一方を加湿し、他方を除湿することが可能となる。
【００２２】
第２中空糸膜カートリッジ１２は、第１中空糸膜カートリッジ１１と同一の構成であるので、その説明は省略する。
【００２３】
接続ヘッダ１３は、内管部１３ａと外管部１３ｂとを備える。内管部１３ａの内部によって、第１中空糸膜カートリッジ１１における第１経路と第２中空糸膜カートリッジ１２における第１経路どうしは繋がれている。内管部１３ａは、各カートリッジの外ケースの端部に嵌合されている。そして、この内管部１３ａの内周面と、各外ケースの外周面との間はシールされている。従って、内管部１３ａの内側の流体が内管部１３ａの外側に漏れることはなく、かつ、外側の流体が内管部１３ａの内側に侵入することはない。そして、内管部１３ａの内部においては、第１中空糸膜カートリッジ１１における第１経路から排出された流体が混合される混合領域としてのミキシングスペースＭが形成されている。このミキシングスペースＭは、第１中空糸膜カートリッジ１１の端面と第２中空糸膜カートリッジ１２の端面との間隔を所定以上設けることにより形成している。このミキシングスペースＭは、第１中空糸膜カートリッジ１１における各中空糸膜４０から排出された流体が十分混合される程度の領域を有している。
【００２４】
また、外管部１３ｂと内管部１３ａとの間の環状隙間によって、第１中空糸膜カートリッジ１１における第２経路と第２中空糸膜カートリッジ１２における第２経路どうしは繋がれている。外管部１３ｂは、各カートリッジの外ケースに設けられた大径部（第１中空糸膜カートリッジ１１においては、符号２２で示した部分）に嵌合されている。そして、この外管部１３ｂの内周面と、各外ケースに設けられた大径部の外周面との間はシールされている。従って、外管部１３ｂの内側の流体が外管部１３ｂの外側に漏れることはなく、かつ、外側の流体が外管部１３ｂの内側に侵入することはない。
【００２５】
第１ヘッダ１４は、第１経路専用の通路を形成する第１管部１４ａと、第２経路専用の通路を形成する第２管部１４ｂとを備える。この第１ヘッダ１４本体は、第１中空糸膜カートリッジ１１の外ケース２０の端部に嵌合されている。そして、第１ヘッダ１４本体の内周面と外ケース２０の外周面との間はシールされている。また、第２管部１４ｂは、内ケース３０の端部に嵌合されている。そして、第２管部１４ｂの内周面と内ケース３０の外周面との間はシールされている。従って、いずれの管部についても、管の内側の流体が管の外側に漏れることはなく、管の外側から管の内側に流体が侵入することはない。
【００２６】
第２ヘッダ１５についても、第１管部１５ａと第２管部１５ｂとを備えている。第２ヘッダ１５は、第１ヘッダ１４と同一の構成であるので、その詳細説明は省略する。
【００２７】
以上の構成により、第１経路側に乾燥ガスを流し、第２経路側に湿潤ガスを流す場合について説明する。第１ヘッダ１４の第１管部１４ａから入った乾燥ガスは（矢印Ｘ１）、第１中空糸膜カートリッジ１１の一端側から各中空糸膜４０の中空内部を通り、他端側へと出て行く。そして、この乾燥ガスは、接続ヘッダ１３のミキシングスペースＭの中で混合される（矢印Ｘ２）。混合された乾燥ガスは、その後、第２中空糸膜カートリッジ１２の一端側から、第２中空糸膜カートリッジ１２における各中空糸膜の中空内部を通り、他端側へと出て行く。そして、この乾燥ガスは、第２ヘッダ１５の第１管部１５ａから出て行く（矢印Ｘ３）。なお、第１経路に流された乾燥ガスは、第１経路を流れる過程で加湿される。従って、途中からは乾燥ガスと呼ぶのは適当ではないが、説明の便宜上、乾燥ガスに統一して称することにした。以下の説明でも同様である。
【００２８】
一方、第２ヘッダ１５の第２管部１５ｂから入った湿潤ガスは（矢印Ｙ１）、第２中空糸膜カートリッジ１２の内ケースの内部を通り、この内ケースに設けられた貫通孔から中空糸膜束内に向かって出て行く（矢印Ｙ２）。そして、この湿潤ガスは各中空糸膜の外壁面側を通って、外ケースに設けられた貫通孔から、接続ヘッダ１３における外管部１３ｂと内管部１３ａとの間の環状隙間に入って行く（矢印Ｙ３）。その後、この湿潤ガスは、第１中空糸膜カートリッジ１１の外ケース２０の貫通孔２１から中空糸膜４０の束内に向かって出て行く。そして、この湿潤ガスは、各中空糸膜の外壁面側を通って（矢印Ｙ４）、内ケース３０に設けられた貫通孔３１から内ケース３０の内部に入って行く。その後、この湿潤ガスは、内ケース３０の内部を通って、第１ヘッダ１４の第２管部１４ｂから出て行く（矢印Ｙ５）。なお、第２経路に流された湿潤ガスは、第２経路を流れる過程で除湿される。従って、途中からは湿潤ガスと呼ぶのは適当ではないが、説明の便宜上、湿潤ガスに統一して称することにした。以下の説明でも同様である。
【００２９】
以上により、第１経路を流れる乾燥ガスは、第１中空糸膜カートリッジ１１及び第２中空糸膜カートリッジ１２のそれぞれで、中空糸膜の膜分離作用によって加湿される。また、第２経路を流れる湿潤ガスは、第１中空糸膜カートリッジ１１及び第２中空糸膜カートリッジ１２のそれぞれで、中空糸膜の膜分離作用によって除湿される。
【００３０】
ここで、第２経路を流れる湿潤ガスの流量は、中空糸膜束の断面に対して、通常、不均等になる。これは、第２経路の入口と出口の位置関係や、中空糸膜の充填のされ方などに起因するものである。一般的に、中空糸膜束の束内部ほど流量が少なく、束の外部ほど流量が多くなる。特に、中空糸膜束とケースの壁面との間に隙間が生じて、この隙間付近の流量が多くなる。従って、中空糸膜の外壁面側を通る湿潤ガスの流量は、個々の中空糸膜に対して不均等になる。
【００３１】
以上により、特に、第１経路について上流側となる第１中空糸膜カートリッジ１１においては、個々の中空糸膜４０によって、水分の交換量は不均等になる。特に、第１経路の下流側に向かうにつれて、この交換量の不均等の程度は段々大きくなっていく。従って、第１中空糸膜カートリッジ１１の各中空糸膜４０から排出される乾燥ガス中の水分濃度は、ばらついている。しかし、第１中空糸膜カートリッジ１１の各中空糸膜４０から排出された乾燥ガスは、ミキシングスペースＭの中で混合される。そのため、第２中空糸膜カートリッジ１２の各中空糸膜の中空内部に入って行く乾燥ガス中の水分濃度は均等になっている。
【００３２】
従って、第２中空糸膜カートリッジ１２においても、中空糸膜の外壁面側を通る湿潤ガスの流量は、個々の中空糸膜に対して不均等であるものの、個々の中空糸膜における水分の交換量の不均等を低減して、その均等化を図ることが可能となる。これは、第２中空糸膜カートリッジ１２に入ってくる乾燥ガス中の水分濃度が均等になっていることの他、乾燥ガスの湿度が高くなっているため、膜の内外の湿度差が、第１中空糸膜カートリッジ１１の場合と比較して小さくなっていることにも起因する。
【００３３】
以上のように、第１経路に関して下流側となる第２中空糸膜カートリッジ１２において、個々の中空糸膜における水分の交換量の均等化を図ることができる。これにより、中空糸膜モジュール１０全体について、従来技術と比較すると、個々の中空糸膜における水分の交換量の均等化を図ることができる。従って、中空糸膜モジュール１０全体における水分の交換効率が向上する。また、これに伴い、加湿効率あるいは除湿効率が向上する。
【００３４】
なお、これまでの説明では、第１経路側に乾燥ガスを流し、第２経路側に湿潤ガスを流す場合について説明した。しかし、第１経路側に湿潤ガスを流し、第２経路側に乾燥ガスを流す場合でも同様の効果を発揮する。すなわち、第１経路における上流側となる第１中空糸膜カートリッジ１１においては、個々の中空糸膜における水分交換量は不均等になる。従って、第１中空糸膜カートリッジ１１の各中空糸膜における中空内部から排出される湿潤ガスの水分濃度は不均等になる。しかし、この排出された湿潤ガスは、ミキシングスペースＭの中で混合される。従って、第２中空糸膜カートリッジ１２における各中空糸膜に対して送られる湿潤ガスの水分濃度は均一になっている。従って、上記の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、これまでの説明では、中空糸膜カートリッジを２つ接続する場合を説明したが、中空糸膜カートリッジを３つ以上接続しても良い。接続する中空糸膜カートリッジの個数を増加するほど、個々の中空糸膜における水分交換量の不均等を低減できる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図２には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、中空糸膜カートリッジのケースが２重管で構成される場合を説明したが、本実施の形態では、当該ケースが単一の管で構成される場合を説明する。図２は本発明の第２の実施の形態に係る中空糸膜モジュールの一部破断断面図である。
【００３７】
図示のように、中空糸膜モジュール１１０は、第１中空糸膜カートリッジ１１１及び第２中空糸膜カートリッジ１１２と、これらの中空糸膜カートリッジを接続する接続部材としての接続ヘッダ１１３と、第１中空糸膜カートリッジ１１１の端部に取り付けられる第１ヘッダ１１４と、第２中空糸膜カートリッジ１１２の端部に取り付けられる第２ヘッダ１１５とを備える。
【００３８】
第１中空糸膜カートリッジ１１１は、円筒部を有するケース１２０と、ケース１２０の中に充填される複数本の中空糸膜１４０と、このケース１２０の両端で、各中空糸膜１４０の中空内部のみが開放されるように、複数の中空糸膜１４０を封止固定する第１封止固定部１５１及び第２封止固定部１５２とを備える。そして、ケース１２０の両端付近の側面には、それぞれ複数の貫通孔１２１，１２２が設けられている。
【００３９】
このように構成される第１中空糸膜カートリッジ１１１には、ケース１２０の一端側から中空糸膜１４０の中空内部を通って、ケース１２０の他端側へと抜けていく第１経路が形成される。また、この第１中空糸膜カートリッジ１１１には、貫通孔１２１，１２２のうち一方の貫通孔から中空糸膜１４０の束内に入り、中空糸膜１４０の外壁面側を通って他方の貫通孔へと抜けていく第２経路が形成される。従って、第１経路と第２経路に、それぞれ湿度の異なる流体を流すことで、中空糸膜１４０の膜分離作用によって、一方を加湿し、他方を除湿することが可能となる。
【００４０】
第２中空糸膜カートリッジ１１２は、第１中空糸膜カートリッジ１１１と同一の構成であるので、その説明は省略する。
【００４１】
接続ヘッダ１１３は、内管部１１３ａと外管部１１３ｂとを備える。内管部１１３ａの内部によって、第１中空糸膜カートリッジ１１１における第１経路と第２中空糸膜カートリッジ１１２における第１経路どうしは繋がれている。内管部１１３ａは、各カートリッジのケースの端部に嵌合されている。そして、この内管部１１３ａの内周面と、各ケースの外周面との間はシールされている。従って、内管部１１３ａの内側の流体が内管部１１３ａの外側に漏れることはなく、かつ、外側の流体が内管部１１３ａの内側に侵入することはない。そして、内管部１１３ａの内部においては、第１中空糸膜カートリッジ１１１における第１経路から排出された流体が混合される混合領域としてのミキシングスペースＭが形成されている。このミキシングスペースＭは、第１中空糸膜カートリッジ１１１の端面と第２中空糸膜カートリッジ１１２の端面との間隔を所定以上設けることにより形成している。このミキシングスペースＭは、第１中空糸膜カートリッジ１１１における各中空糸膜１４０から排出された流体が十分混合される程度の領域を有している。
【００４２】
また、外管部１１３ｂと内管部１１３ａとの間の環状隙間によって、第１中空糸膜カートリッジ１１１における第２経路と第２中空糸膜カートリッジ１１２における第２経路どうしは繋がれている。外管部１１３ｂは、各カートリッジのケースに設けられた第１大径部（第１中空糸膜カートリッジ１１１においては、符号１２３で示した部分）に嵌合されている。そして、この外管部１１３ｂの内周面と、各ケースに設けられた大径部の外周面との間はシールされている。従って、外管部１１３ｂの内側の流体が外管部１１３ｂの外側に漏れることはなく、かつ、外側の流体が外管部１１３ｂの内側に侵入することはない。
【００４３】
第１ヘッダ１１４は、第１経路専用の通路を形成する第１管部１１４ａと、第２経路専用の通路を形成する第２管部１１４ｂとを備える。この第１ヘッダ１１４本体は、第１中空糸膜カートリッジ１１１のケース１２０の端部に嵌合されている。そして、第１ヘッダ１４本体の内周面とケース１２０の端部の外周面と、第１ヘッダ１４本体の内周面とケース１２０に設けられた第２大径部１２４の外周面との間はシールされている。従って、いずれの管部についても、管の内側の流体が管の外側に漏れることはなく、管の外側から管の内側に流体が侵入することはない。
【００４４】
第２ヘッダ１１５についても、第１管部１１５ａと第２管部１１５ｂとを備えている。第２ヘッダ１１５は、第１ヘッダ１１４と同一の構成であるので、その詳細説明は省略する。
【００４５】
以上の構成により、第１経路側に乾燥ガスを流し、第２経路側に湿潤ガスを流す場合について説明する。第１ヘッダ１１４の第１管部１１４ａから入った乾燥ガスは（矢印Ｘ１）、第１中空糸膜カートリッジ１１１の一端側から各中空糸膜１４０の中空内部を通り、他端側へと出て行く。そして、この乾燥ガスは、接続ヘッダ１１３のミキシングスペースＭの中で混合される（矢印Ｘ２）。混合された乾燥ガスは、その後、第２中空糸膜カートリッジ１１２の一端側から、第２中空糸膜カートリッジ１１２における各中空糸膜の中空内部を通り、他端側へと出て行く。そして、この乾燥ガスは、第２ヘッダ１１５の第１管部１１５ａから出て行く（矢印Ｘ３）。なお、第１経路に流された乾燥ガスは、第１経路を流れる過程で加湿される。従って、途中からは乾燥ガスと呼ぶのは適当ではないが、説明の便宜上、乾燥ガスに統一して称することにした。以下の説明でも同様である。
【００４６】
一方、第２ヘッダ１１５の第２管部１１５ｂから入った湿潤ガスは（矢印Ｙ１）、第２中空糸膜カートリッジ１１２のケースに設けられた貫通孔から中空糸膜束内に入って行く。そして、この湿潤ガスは各中空糸膜の外壁面側を通って（矢印Ｙ２）、ケースに設けられた貫通孔から、接続ヘッダ１１３における外管部１１３ｂと内管部１１３ａとの間の環状隙間に出て行く（矢印Ｙ３）。その後、この湿潤ガスは、第１中空糸膜カートリッジ１１１のケース１２０の貫通孔１２１から中空糸膜１４０の束内に入って行く。そして、この湿潤ガスは、各中空糸膜の外壁面側を通って（矢印Ｙ４）、ケース１２０に設けられた貫通孔１２２からケース１２０の外に出て行く。その後、この湿潤ガスは、第１ヘッダ１１４の第２管部１１４ｂから出て行く（矢印Ｙ５）。なお、第２経路に流された湿潤ガスは、第２経路を流れる過程で除湿される。従って、途中からは湿潤ガスと呼ぶのは適当ではないが、説明の便宜上、湿潤ガスに統一して称することにした。以下の説明でも同様である。
【００４７】
以上により、第１経路を流れる乾燥ガスは、第１中空糸膜カートリッジ１１１及び第２中空糸膜カートリッジ１１２のそれぞれで、中空糸膜の膜分離作用によって加湿される。また、第２経路を流れる湿潤ガスは、第１中空糸膜カートリッジ１１１及び第２中空糸膜カートリッジ１１２のそれぞれで、中空糸膜の膜分離作用によって除湿される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態においても、第１中空糸膜カートリッジ１１１の各中空糸膜１４０から排出された乾燥ガスは、ミキシングスペースＭの中で混合される。そのため、第２中空糸膜カートリッジ１１２の各中空糸膜の中空内部に入って行く乾燥ガス中の水分濃度は均等になる。
【００４９】
従って、上記第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。また、第１経路側に湿潤ガスを流し、第２経路側に乾燥ガスを流す場合でも同様の効果を発揮することも、上記第１の実施の形態で説明した通りである。また、中空糸膜カートリッジを３つ以上接続しても良いことも、上記第１の実施の形態で説明した通りである。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、個々の中空糸膜における水分の交換量の均等化を図ることができる。従って、中空糸膜モジュール全体で、水分の交換効率の向上を図ることができる。また、これに伴い、加湿効率あるいは除湿効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る中空糸膜モジュールの一部破断断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る中空糸膜モジュールの一部破断断面図である。
【図３】中空糸膜の模式的断面図である。
【符号の説明】
１０  中空糸膜モジュール
１１  第１中空糸膜カートリッジ
１２  第２中空糸膜カートリッジ
１３  接続ヘッダ
１３ａ  内管部
１３ｂ  外管部
１４  第１ヘッダ
１４ａ  第１管部
１４ｂ  第２管部
１５  第２ヘッダ
１５ａ  第１管部
１５ｂ  第２管部
２０  外ケース
２１，３１  貫通孔
２２  大径部
３０  内ケース
４０  中空糸膜
５１  第１封止固定部
５２  第２封止固定部
１１０  中空糸膜モジュール
１１１  第１中空糸膜カートリッジ
１１２  第２中空糸膜カートリッジ
１１３  接続ヘッダ
１１３ａ  内管部
１１３ｂ  外管部
１１４  第１ヘッダ
１１４ａ  第１管部
１１４ｂ  第２管部
１１５  第２ヘッダ
１１５ａ  第１管部
１１５ｂ  第２管部
１２０  ケース
１２１，１２２  貫通孔
１２３  第１大径部
１２４  第２大径部
１４０  中空糸膜
１５１  第１封止固定部
１５２  第２封止固定部
Ｍ  ミキシングスペース
【図１】
2005046689.tif 000003
【図２】
2005046689.tif 000004
【図３】
2005046689.tif 000005